基于多视图的军事复杂系统仿真建模方法与流程

本发明涉及计算机虚拟系统构建方法技术领域，尤其涉及一种基于多视图的军事复杂系统仿真建模方法。

背景技术：

军事复杂系统仿真作为探索军事复杂系统规律和提高军事系统能力的重要手段，受到各国军队的普遍关注和重视。军事仿真概念模型作为对军事复杂系统问题域的初步抽象，是军事复杂仿真系统开发前期的一项重要工作，对于促进军事领域专家和系统开发人员的沟通和协作，提高仿真系统的正确性和可靠性都具有重要意义。

在军事仿真概念模型的建模中，首先要解决的问题是：从哪几个方面来抽象军事复杂系统，从而使被提取的特征能够做到对军事复杂系统的准确表达，也就是从整体上建立军事复杂仿真概念模型的架构。目前的研究主要是从面向应用和基于功能两方面来进行实现，其结果具有较大的随意性，且对于架构的一致性和完整性缺少理论层面的考虑。构建不完整的军事复杂仿真概念模型架构，其直接影响是使所建立的概念模型缺少了军事复杂系统的某些特征，不能准确、全面地反映军事复杂系统的特点，从而影响了军事复杂仿真系统的准确性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多视图的军事复杂系统仿真建模方法，所述方法能够方便、准确、全面的反映军事复杂系统的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于多视图的军事复杂系统仿真建模方法，其特征在于包括如下步骤：

明确军事领域问题集合，确定建模的关注点；

针对所述关注点，建立相应的视图集进行概括；

确定视图间关系；

建立视图下的概念模型体系。

进一步的技术方案在于：关注点是不同角色人员从不同视角对问题域的认识，确定角色和关注点的依据是明确问题域的属性和特点，分析问题域建模的目标。

进一步的技术方案在于：假定角色Ri的关注点为Ai，针对问题域建模共有m个角色，则角色的集合为Rm={R1, R2, …, Rm}，所要确立的关注点集合为Am= {A1, A2, …, Am}。

进一步的技术方案在于：在建立相应的视图集时若两个关注点的内容具有强相关性，将两个关注点合并，根据合并后的关注点集，建立视图集。

进一步的技术方案在于：设关注点集合为Am = { A1, A2, …, Am }，若其中的两个关注点Ai、Aj具有强相关性，即Ai→Aj，则合并Ai，Aj，形成新的视图Ai’；若一个视图与另一个视图是等价的，即，则合并这两个视图，形成新的视图Aj’。

进一步的技术方案在于：所述的关注点包括功能、组元、结构、运行、信息和环境，这六个关注点形成六个视图，即功能视图、组元视图、结构视图、运行视图、信息视图和环境视图。

进一步的技术方案在于：所述功能视图用于描述系统各组成功能的分解结构，以及各组织功能之间的信息交互情况；所述组元视图用于从微观层面对构成军事复杂系统部分的认识；所述结构视图是指组元相互结合而形成的架构，关注的是结合方式及其形成的整个框架或构形；运行视图是对系统运行过程的一种规范的描述；所述信息视图用于描述军事复杂系统内部或系统与环境交互的各种可能信息；所述环境视图则用于描述系统之外一切同系统有关联的事物的总和。

进一步的技术方案在于：视图之间的关系如下：

运行视图描述的是系统执行的任务和行动序列，其每一项行动的展开都涉及到系统的组元、结构、功能和信息；

组元视图中描述的是组元的基本信息，可以为结构视图的建模提供元素，进而影响系统的功能视图；组元视图为运行视图提供相应的实体，是系统运行的基础；

结构视图需要组元视图中提供的组元来进行结构建模，结构视图下系统的组织模型影响着系统的功能，结构视图的内容在一定程度上决定了功能视图的内容；结构视图可以为运行视图提供约束，是系统运行的基础；

功能视图可以为系统视图下系统的运行提供相应的功能，决定了系统运行的过程；

信息视图可以为运行视图提供信息，同时各视图间的联系都是通过信息来实现的；

环境视图与其它视图间是相互影响的关系。

进一步的技术方案在于：建立视图下的概念模型体系的描述方法如下：

每一类视图描述的是系统的某一个关注点，其中：

功能视图下包括多类功能模型；

结构视图下包括多类组织模型；

组元视图下包括多类实体模型；

运行视图是对系统运行过程的一种规范描述，包括两大类模型：任务模型和行为模型；

信息视图下包括各类信息模型；

环境视图下包括各类环境模型。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法通过将一个复杂的系统分解为许多基本的小系统，通过分析这些小系统及其相互之间的关系来分析复杂系统，一方面能够较方便地反映各类相关人员的需求和愿望，另一方面也易于形成对军事系统的整体描述，可以准确、全面地反映军事复杂系统的特点。

附图说明

图1是本发明实施例所述方法的流程图；

图2是本发明实施例所述方法中军事复杂系统各视图关系图；

图3是本发明实施例所述方法中各视图下的概念模型体系图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明实施例公开了一种基于多视图的军事复杂系统仿真建模方法，包括如下步骤：

S101：明确军事领域问题集合，确定建模的关注点；

S102：针对所述关注点，建立相应的视图集进行概括；

S103：确定视图间关系；

S104：建立视图下的概念模型体系。

具体方法如下：

S101：明确军事领域问题集合。所谓军事领域问题集合是指希望解决的问题所对应的现实军事复杂系统的相关部分。明确了军事领域问题集合，也就明确了建模的对象，是进行问题分析和建模的前提。为了全面地构建军事复杂系统的概念模型体系结构，需要确定建模的关注点。关注点是不同角色人员从不同视角对问题域的认识。确定角色和关注点的依据是明确问题域的属性和特点，分析问题域建模的目标。假定角色Ri的关注点为Ai，针对问题域建模共有m个角色，则角色的集合为Rm={R1, R2, …, Rm}，所要确立的关注点为Am= {A1, A2, …, Am}。

S102：建立视图集。针对步骤S101所建立的关注点，必须建立相应的视图集进行概括，分析不同关注点的特点，若两个关注点的内容具有很强的相关性，为降低设计复杂度，可以将两个关注点合并。根据合并后的关注点集，建立视图集。设关注点集合为Am = { A1, A2, …, Am }，若其中的两个关注点Ai、Aj具有强相关性，即Ai→Aj，则合并Ai，Aj，形成新的视图Ai’；若一个视图与另一个视图是等价的，即，则合并这两个视图，形成新的视图Aj’。

本发明运用系统科学中的系统抽象方法，提出了对军事复杂系统进行分析时需要把握的六个关注点，即功能、组元、结构、运行、信息和环境，这六个关注点形成六个视图，即功能视图、组元视图、结构视图、运行视图、信息视图和环境视图。通过这六个视图从不同的侧面描述军事复杂系统的多方面特性，不同的视图之间相互补充，按照一定的约束和连接关系集成在一起，共同完成对军事复杂系统的描述。

军事复杂系统的功能视图描述了系统各组成功能的分解结构，以及各组织功能之间的信息交互情况。组元视图是从微观层面对构成军事复杂系统部分的认识。结构视图是指组元相互结合而形成的架构，关注的是结合方式及其形成的整个框架或构形，是系统保持整体性和使系统具备必要的整体功能的内部依据。运行视图是对系统运行过程的一种规范的描述。信息视图描述了军事复杂系统内部或系统与环境交互的各种可能信息。环境视图则描述了系统之外一切同系统有关联的事物的总和。

S103：确定视图间关系。在建立视图集的基础上，为保证视图集的设计内容符合一致性和逻辑性，必须对视图之间的关系进行分析，确定视图的运行过程。视图间主要关系如图2所示。具体描述如下：

运行视图描述的是系统执行的任务和行动序列，其每一项行动的展开都涉及到系统的组元、结构、功能和信息，因此，运行视图与这些视图有着密切的联系。

组元视图中描述了组元的基本信息，可以为结构视图的建模提供元素，进而影响系统的功能视图；组元视图为运行视图提供相应的实体，是系统运行的基础。

结构视图需要组元视图中提供的组元来进行结构建模；结构视图下系统的组织模型影响着系统的功能，因此，结构视图的内容在一定程度上决定了功能视图的内容；结构视图可以为运行视图提供约束，是系统运行的基础。

功能视图可以为系统视图下系统的运行提供相应的功能，决定了系统运行的过程。

信息视图可以为运行视图提供信息，同时各视图间的联系都是通过信息来实现的。

军事复杂系统是在一定的环境背景下运行的，系统运行过程中组元、结构、功能和信息的变化都影响着系统的环境。同时，环境的变化也会对系统的运行产生作用。因此，环境视图与其它视图间是相互影响的关系。

S104：建立视图下的概念模型体系。视图的内容是通过一系列概念模型来实现的。这些概念模型是对各关注点内容的具体描述，因此，在视图集的基础上，建模者需要根据视图所覆盖的关注点内容，定义视图中的相关概念模型。例如，在对装备保障系统进行建模时，其功能视图下就包括了抢救功能模型、抢修功能模型等军事仿真概念模型。需要指出的是，在我们构建的6类视图下，共产生了7类概念模型，如图3所示，其中，运行视图描述的军事复杂系统的运行过程，由任务模型和行为模型构成，任务模型是为了完成一定的任务目标而建立的模型，它描述了任务及其逻辑关系，行为模型是对任务模型的细化，任务可以分解为一定的可执行行动。

所述方法通过将一个复杂的系统分解为许多基本的小系统，通过分析这些小系统及其相互之间的关系来分析复杂系统，一方面能够较方便地反映各类相关人员的需求和愿望，另一方面也易于形成对军事系统的整体描述，可以准确、全面地反映军事复杂系统的特点。

下面以装备保障系统的军事仿真概念模型体系构建为例，说明该方法的执行过程。

步骤1：明确装备保障问题集合。装备保障系统是一种典型的军事复杂系统，它是各级装备保障指挥机构和保障部（分）队，为实现对作战部队的保障任务而在一定的保障环境中相互联系、相互作用，形成的一个有机整体。其中，主要的角色包括装备保障指挥机构合保障部（分）队，装备保障指挥机构主要负责保障指挥，关注的重点包括：任务、行动、环境、组织结构等，而保障部（分）队关注的重点则包括：任务、行动、对象等，从关注的重点来看，装备保障指挥机构合保障部（分）队都关注任务和行动，只不过具体的内容不一样。

步骤2：建立视图集。运用系统科学中的系统抽象方法，对装备保障系统进行分析时需要把握的六个关注点，即功能、组元、结构、运行、信息和环境，这六个关注点形成六个视图，即功能视图、组元视图、结构视图、运行视图、信息视图和环境视图。每个视图从不同的侧面描述装备保障系统的某个方面特性，例如运行视图是对系统运行过程的描述，既包括了装备保障指挥机构的运行，也包括了保障部（分）队的描述。

步骤3：确定视图间关系。装备保障视图间主要关系如图2所示。具体描述如下：

运行视图描述的是装备保障系统执行的任务和行动序列，既包括保障指挥机构，也包括保障部（分）队，其每一项行动的展开都涉及到系统的组元、结构、功能和信息；

组元视图中描述了装备保障系统中指挥机构和保障部（分）队的基本信息，为运行视图提供相应的实体；

结构视图描述了装备保障系统各组元之间的结构，决定了功能视图的内容，并为运行视图提供约束，是装备保障系统运行的基础；

功能视图可以为装备保障系统的运行提供相应的功能，决定了系统运行的过程；

信息视图可以为运行视图提供信息，同时各视图间的联系都是通过信息来实现的；

装备保障系统是在一定的环境背景下运行的，与其它视图间都存在相互影响的关系。

步骤4：建立视图下的概念模型体系。每一类视图描述的是系统的某一个关注点，在装备保障系统各视图的内部通过一系列概念模型来实现相关关注点，具体描述如下：

功能视图下包括了多类功能模型，如抢救功能模型、抢修功能模型等军事仿真概念模型；

结构视图下包括了多类组织模型，如保障指挥机构组织模型、保障部（分）队模型等；

组元视图下包括了多类实体模型，如保障对象模型、保障力量模型等；

运行视图是对装备保障系统运行过程的一种规范描述，包括了两大类模型：任务模型和行为模型，任务模型如抢修任务、抢救任务等，行为模型是对任务模型的细化，如机动行为模型、通信行为模型等；

信息视图下包括了各类信息模型，如命令模型、指示模型等；

环境视图下包括了各类环境模型，如自然环境模型、社会环境模型等。